CN115678323A - 一种隔热型水基涂料及其制备和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隔热型水基涂料，按重量份计，包括：100份耐火骨料、30～70份载液和1～20份粘结剂；所述载液为水；所述耐火骨料包括多孔耐火骨料、片状耐火骨料和粒状耐火骨料，所述多孔耐火骨料≥20份，所述片状耐火骨料≥10份。本发明还公开上述隔热型水基涂料的制备方法和使用方法。本发明公开的隔热型水基涂料，通过耐火骨料的组份和比例，极大降低了涂料的热导率，有效降低从金属液到金属铸型的热量传导，延长金属铸型的使用寿命。本发明公开的隔热型水基涂料具有良好的润滑性，浇铸后铸件容易与金属铸型脱离，有效起到防粘连作用；严格控制有机原料的加入量，涂料发气量极低，杜绝铸件表面的气孔缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及一种隔热型水基涂料及其制备和使用方法。
背景技术
金属型铸造，也称永久性铸造，是指用钢、铁或其他金属材料制造铸型，并在重力作用下将熔融的金属液注入铸型后获得铸件的铸造工艺。金属型铸造既适用于大批量生产的形状复杂的铝合金、镁合金等有色合金零件，也适用于铸铁，广泛应用于生产发动机、仪表、农机等零件。为防止高温熔融金属液损坏铸型，在铸型表面施涂一层涂料，隔离金属液与金属铸型。
传统的涂料隔热性能差，不能有效控制热量从金属液向铸型的传递，金属铸型寿命短，同时存在铸型与铸件的粘连等问题；并且，传统的涂料发气量高，导致铸件表面产生大量侵入性气孔缺陷。
发明内容
基于此，有必要针对现有涂料隔热性能差、发气量高等问题，提供一种低发气量的隔热型水基涂料及其制备和使用方法。
为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
本发明实施例公开一种隔热型水基涂料，按重量份计，包括：100份耐火骨料、30～70份载液和1～20份粘结剂；所述载液为水；所述耐火骨料包括多孔耐火骨料、片状耐火骨料和粒状耐火骨料，所述多孔耐火骨料≥20份，所述片状耐火骨料≥10份。
在其中一种实施例中，所述多孔耐火骨料为硅藻土、膨胀蛭石粉、膨胀珍珠岩、陶粒粉、石棉粉、硅灰石、松脂岩、空心微珠、氧化铝空心球中的一种或多种；所述片状耐火骨料为鳞片石墨、滑石粉、叶腊石粉、云母粉中的一种或多种；所述粒状耐火骨料为铝矾土粉、莫来石粉、锆英粉、白刚玉粉、棕刚玉粉、镁橄榄石粉、镁砂粉、铬矿砂粉、石英粉、锆莫来石粉中的一种或多种。
在其中一种实施例中，所述粘结剂为水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、硅酸溶胶、硫酸铝、磷酸二氢铝、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸三钠、焦磷酸钠中的一种或多种。
在其中一种实施例中，所述水基涂料还包括：1～10份悬浮剂、0.1～10份纤维材料、0.01～10份分散剂、0.01～1份消泡剂和0.01～1份润湿剂。
进一步地，所述悬浮剂为凹凸棒土、膨润土、海泡石、蒙脱土、广西白泥、伊利石粘土中的一种或多种。
在其中一种实施例中，所述分散剂为聚羧酸盐分散剂、聚丙烯酸盐分散剂、缩合萘磺酸盐分散剂中的一种或多种。
在其中一种实施例中，所述纤维材料为碳纤维、石棉纤维、玻璃纤维、石英玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维中一种或多种。
在其中一种实施例中，所述消泡剂为磷酸酯、矿物油消泡剂、有机硅消泡剂中的一种或多种。
在其中一种实施例中，所述润湿剂为炔二醇类润湿剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚山梨醇酯、聚氧乙醚醚磷酸酯、聚氧乙烯醚羧酸、聚乙二醇脂肪酸酯、聚丙二醇脂肪酸酯中的一种或多种。
第二方面，本发明实施例还公开一种制备方法，应用于上述任意所述的隔热型水基涂料，包括如下步骤：
溶胀，将悬浮剂、分散剂和载液加入搅拌罐中搅拌溶胀，制得溶胀浆液；
混合，将耐火骨料、纤维材料加入混料机混合，制得混合固料；
一次捏合，将所述溶胀浆液和所述混合固料加入捏合机中，加入润湿剂后捏合；
二次捏合，向捏合机中加入粘结剂、消泡剂和载液，继续捏合，制得所述水基涂料。
第三方面，本发明实施例还公开一种使用方法，应用于上述任意所述的隔热型水基涂料，包括如下步骤：
稀释，所述水基涂料中加水稀释，得到稀释液；所述稀释液的波美度为40～60Be；
施涂，将所述稀释液施涂至金属型表面形成涂层；
干燥，所述涂层干燥。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本发明公开的隔热型水基涂料，通过耐火骨料的组份和比例，极大降低了涂料的热导率，有效降低从金属液到金属铸型的热量传导，保护金属铸型，延长金属铸型的使用寿命。
本发明公开的隔热型水基涂料具有良好的润滑性，浇铸后铸件容易与金属铸型脱离，有效起到防粘连作用。
本发明公开的隔热型水基涂料，严格控制有机原料的加入量，悬浮剂、粘结剂等均采用无机材料，涂料发气量极低，杜绝铸件表面的气孔缺陷。
附图说明
无
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。实施例中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明的目的之一在于公开一种隔热型水基涂料，按重量份计，该隔热型水基涂料包括100份耐火骨料、30～70份载液和1～20份粘结剂。具体地，载液为水。粘结剂可以为无机粘结剂，优选地，该粘结剂的熔点≥500℃。耐火骨料的热导率≤0.2W/(m·℃)。耐火骨料包括多孔耐火骨料、片状耐火骨料和粒装耐火骨料，其中多孔耐火骨料≥20份，所述片状耐火骨料≥10份，并且多孔类耐火骨料与片状耐火骨料的重量比例为1:3～3:1。
进一步地，本发明实施例公开的隔热型水基涂料，按重量份计，还可以包括：1～10份悬浮剂、0.1～10份纤维材料、0.01～10份分散剂、0.01～1份消泡剂和0.01～1份润湿剂。
进一步地，本发明实施例公开的隔热型水基涂料，按重量份计，还可以包括：0.01～10份颜料和0.01～10份防腐剂。
进一步地，纤维材料可以为无机纤维材料，悬浮剂可以为无机悬浮剂，颜料可以为氧化铁系无机颜料。
本发明的目的之二在于公开上述隔热型水基涂料的制备方法，包括如下步骤：
S110、将1～10份悬浮剂、0.01～10份分散剂和10～24份载液加入到搅拌罐中进行搅拌溶胀得到溶胀浆液，转速为30～150转/分，持续搅拌6～12小时；
S120、将100份耐火骨料、0.1～10份纤维材料加入螺旋混料机中，混合5～15分钟得到混合固料；
S130、将S110步骤制得的溶胀浆液和S120步骤制得的混合固料加入捏合机中，加入0.01～1份润湿剂，捏合30～60分钟；
S140、向捏合机中加入1～20份粘结剂、0.01～1份消泡剂和20～46份载液，捏合30～90分钟，捏合完毕出料包装即制得本发明隔热型水基涂料。
进一步地，在S120步骤，将0.01～10份颜料与耐火骨料和纤维材料一同加入混料机中混合，得到混合骨料。
进一步地，在S140步骤，将0.01～10份防腐剂与粘结剂、消泡剂和载液一同加入捏合机中。
本发明的目的之三在于公开上述隔热型水基涂料的使用方法，包括如下步骤：
S210、上述隔热型水基涂料加水稀释，得到稀释液。
进一步地，稀释液的波美度可以为40～60Be。
S220、将稀释液施涂至铸型表面形成涂层。
优选地，可以采用喷涂的方式将稀释液施涂至铸型表面，喷涂过程中，稀释液中的水分在金属铸型的热量最用下蒸发。当然，喷涂方式可以是有气或无气的，本发明实施例对此不做具体限制。
进一步地，涂层厚度可以为0.1～0.3mm，可以采用多次喷涂的防止控制涂层厚度。
S230、加热涂层进行涂层干燥。
S240、合箱、浇铸。
实施例一
一种隔热型水基涂料，按重量份计，包括：40份硅藻土、20份叶蜡石粉、40份莫来石粉、40份水、10份硅溶胶、5份海泡石粉、5份玻璃纤维、5份氧化铁蓝、0.1份聚羧酸盐分散剂、0.1份有机硅消泡剂、0.1份炔二醇润湿剂、0.1份甲基氯异噻唑啉酮防腐剂。
本实施例隔热型水基涂料的制备方法，包括如下步骤：
S110、将5份海泡石粉、0.1份聚羧酸盐分散剂和10份水加入到搅拌罐中进行搅拌溶胀得到溶胀浆液，转速为60转/分，持续搅拌8小时；
S120、将40份硅藻土、20份叶腊石粉、40份莫来石粉、5份氧化铁蓝、5份玻璃纤维加入螺旋混料机中，混合10分钟得到混合固料；
S130、将S110步骤制得的溶胀浆液和S120步骤制得的混合固料加入捏合机中，然后加入0.1份炔二醇润湿剂，捏合40分钟；
S140、向捏合机中加入10份硅溶胶、0.1份有机硅消泡剂、0.1份甲基氯异噻唑啉酮防腐剂以及30份水，捏合60分钟，捏合完毕出料包装即制得本实施例隔热型水基涂料。
实施例二
一种隔热型水基涂料，按重量份计，包括：20份膨胀珍珠岩、50份滑石粉、30份莫来石粉、45份水、10份铝溶胶、5份伊利石粘土、5份石棉纤维、5份氧化铁黑、0.1份聚丙烯酸盐分散剂、0.1份磷酸酯消泡剂、0.1份脂肪醇聚氧乙烯醚润湿剂、0.1份甲基异噻唑啉酮防腐剂。
本实施例隔热型水基涂料的制备方法，包括如下步骤：
S110、将5份伊利石粘土、0.1份聚丙烯酸钠分散剂和10份水加入到搅拌罐中进行搅拌溶胀得到溶胀浆液，转速为60转/分，持续搅拌8小时；
S120、将20份膨胀珍珠岩、50份滑石粉、30份莫来石粉、5份氧化铁黑、5份石棉纤维加入螺旋混料机中，混合10分钟得到混合固料；
S130、将S110步骤制得的溶胀浆液和S120步骤制得的混合固料加入捏合机中，然后加入0.1份脂肪醇聚氧乙烯醚润湿剂，捏合40分钟；
S140、向捏合机中加入10份铝溶胶、0.1份磷酸酯消泡剂、0.1份甲基异噻唑啉酮防腐剂以及35份水，捏合60分钟，捏合完毕出料包装即制得本实施例隔热型水基涂料。
实施例三
一种隔热型水基涂料，按重量份计，包括：40份松脂岩、20份云母粉、40份锆英粉、50份水、1份磷酸二氢铝、10份广西白泥、8份陶瓷纤维、2份氧化铁黄、0.04份缩合萘磺酸盐分散剂、0.2份矿物油消泡剂、0.06份烷基酚聚氧乙烯醚润湿剂、0.2份溴硝醇防腐剂。
本实施例隔热型水基涂料的制备方法，包括如下步骤：
S110、将10份广西白泥、0.04份缩合萘磺酸盐分散剂和16份水加入到搅拌罐中进行搅拌溶胀得到溶胀浆液，转速为120转/分，持续搅拌6小时；
S120、将40份松脂岩、20份云母粉、40份锆英粉、2份氧化铁黄、8份陶瓷纤维加入螺旋混料机中，混合14分钟得到混合固料；
S130、将S110步骤制得的溶胀浆液和S120步骤制得的混合固料加入捏合机中，然后加入0.06份烷基酚聚氧乙烯醚润湿剂，捏合50分钟；
S140、向捏合机中加入1份磷酸二氢铝、0.2份矿物油消泡剂、0.2份溴硝醇防腐剂以及34份水，捏合80分钟，捏合完毕出料包装即制得本实施例隔热型水基涂料。
实施例四
一种隔热型水基涂料，按重量份计，包括：40份空心微珠、10份鳞片石墨、50份锆英粉、40份水、3份三聚磷酸钠、3份凹凸棒土、5份碳纤维、5份氧化铁红、0.1份聚丙烯酸钠分散剂、0.1份有机硅消泡剂、0.1份聚乙二醇脂肪酸酯、0.1份均三嗪防腐剂。
本实施例隔热型水基涂料的制备方法，包括如下步骤：
S110、将3份凹凸棒土、0.1份聚丙烯酸钠分散剂和10份水加入到搅拌罐中进行搅拌溶胀得到溶胀浆液，转速为40转/分，持续搅拌12小时；
S120、将40份空心微珠、10份鳞片石墨、50份锆英粉、5份氧化铁红、5份碳纤维加入螺旋混料机中，混合6分钟得到混合固料；
S130、将S110步骤制得的溶胀浆液和S120步骤制得的混合固料加入捏合机中，然后加入0.1份聚乙二醇脂肪酸酯，捏合30分钟；
S140、向捏合机中加入3份三聚磷酸钠、0.1份有机硅消泡剂、0.1份均三嗪防腐剂以及30份水，捏合40分钟，捏合完毕出料包装即制得本实施例隔热型水基涂料。
实施例五
一种隔热型水基涂料，按重量份计，包括：20份氧化铝空心球、50份滑石粉、30份白刚玉粉、60份水、6份焦磷酸钠、5份膨润土、5份石英玻璃纤维、0.01份氧化铁红、0.01份聚羧酸盐分散剂、0.01份有机硅消泡剂、0.01份聚氧乙烯醚磷酸酯、0.01份甲基异噻唑啉酮防腐剂。
本实施例隔热型水基涂料的制备方法，包括如下步骤：
S110、将6份焦磷酸钠、0.01份聚羧酸盐分散剂和20份水加入到搅拌罐中进行搅拌溶胀得到溶胀浆液，转速为60转/分，持续搅拌8小时；
S120、将20份氧化铝空心球、50份滑石粉、30份白刚玉粉、0.01份氧化铁红、5份石英玻璃纤维加入螺旋混料机中，混合10分钟得到混合固料；
S130、将S110步骤制得的溶胀浆液和S120步骤制得的混合固料加入捏合机中，然后加入0.01份聚氧乙烯醚磷酸酯，捏合40分钟；
S140、向捏合机中加入6份焦磷酸钠、0.01份有机硅消泡剂、0.01份甲基异噻唑啉酮防腐剂以及40份水，捏合60分钟，捏合完毕出料包装即制得本实施例隔热型水基涂料。
实施例六
一种隔热型水基涂料，按重量份计，包括：40份松脂岩、20份云母粉、40份锆英粉、40份水、1份磷酸二氢铝、10份广西白泥、5份陶瓷纤维、5份氧化铁黄、0.1份缩合萘磺酸盐分散剂、0.1矿物油消泡剂份、0.1份烷基酚聚氧乙烯醚润湿剂、0.1份溴硝醇防腐剂。
本实施例隔热型水基涂料的制备方法，包括如下步骤：
S110、将10份广西白泥、0.1份缩合萘磺酸盐分散剂和10份水加入到搅拌罐中进行搅拌溶胀得到溶胀浆液，转速为60转/分，持续搅拌8小时；
S120、将40份松脂岩、20份云母粉、40份锆英粉、5份氧化铁黄、5份陶瓷纤维加入螺旋混料机中，混合10分钟得到混合固料；
S130、将S110步骤制得的溶胀浆液和S120步骤制得的混合固料加入捏合机中，然后加入0.1份烷基酚聚氧乙烯醚润湿剂，捏合40分钟；
S140、向捏合机中加入1份磷酸二氢铝、0.1份矿物油消泡剂、0.1份溴硝醇防腐剂以及34份水，捏合60分钟，捏合完毕出料包装即制得本实施例隔热型水基涂料。
测定各实施例原料中对应组配的耐火骨料的热导率，测定各实施例隔热型水基涂料的发气量；使用各实施例隔热型水基涂料施涂于金属铸型表面并进行浇铸实验，观察铸型与铸件的脱离情况、铸件表面气孔况；具体检测结果见表1。
表1中对比例采用现有金属铸型用的常规涂料。
表1检测结果
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种隔热型水基涂料，其特征在于，按重量份计，包括：100份耐火骨料、30～70份载液和1～20份粘结剂；
所述载液为水；
所述耐火骨料包括多孔耐火骨料、片状耐火骨料和粒状耐火骨料，所述多孔耐火骨料≥20份，所述片状耐火骨料≥10份。
2.根据权利要求1所述的隔热型水基涂料，其特征在于，所述多孔耐火骨料为硅藻土、膨胀蛭石粉、膨胀珍珠岩、陶粒粉、石棉粉、硅灰石、松脂岩、空心微珠、氧化铝空心球中的一种或多种；
所述片状耐火骨料为鳞片石墨、滑石粉、叶腊石粉、云母粉中的一种或多种；
所述粒状耐火骨料为铝矾土粉、莫来石粉、锆英粉、白刚玉粉、棕刚玉粉、镁橄榄石粉、镁砂粉、铬矿砂粉、石英粉、锆莫来石粉中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的隔热型水基涂料，其特征在于，所述粘结剂为水玻璃、硅溶胶、铝溶胶、硅酸溶胶、硫酸铝、磷酸二氢铝、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸三钠、焦磷酸钠中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的隔热型水基涂料，其特征在于，还包括：1～10份悬浮剂、0.1～10份纤维材料、0.01～10份分散剂、0.01～1份消泡剂和0.01～1份润湿剂。
5.根据权利要求4所述的隔热型水基涂料，其特征在于，所述悬浮剂为凹凸棒土、膨润土、海泡石、蒙脱土、广西白泥、伊利石粘土中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的隔热型水基涂料，其特征在于，所述分散剂为聚羧酸盐分散剂、聚丙烯酸盐分散剂、缩合萘磺酸盐分散剂中的一种或多种。
7.根据权利要求4所述的隔热型水基涂料，其特征在于，所述纤维材料为碳纤维、石棉纤维、玻璃纤维、石英玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维中一种或多种。
8.根据权利要求4所述的隔热型水基涂料，其特征在于，所述消泡剂为磷酸酯、矿物油消泡剂、有机硅消泡剂中的一种或多种；
所述润湿剂为炔二醇类润湿剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚山梨醇酯、聚氧乙醚醚磷酸酯、聚氧乙烯醚羧酸、聚乙二醇脂肪酸酯、聚丙二醇脂肪酸酯中的一种或多种。
9.一种如权利要求4至8任一项所述的隔热型水基涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
溶胀，将悬浮剂、分散剂和载液加入搅拌罐中搅拌溶胀，制得溶胀浆液；
混合，将耐火骨料、纤维材料加入混料机混合，制得混合固料；
一次捏合，将所述溶胀浆液和所述混合固料加入捏合机中，加入润湿剂后捏合；
二次捏合，向捏合机中加入粘结剂、消泡剂和载液，继续捏合，制得所述水基涂料。
10.一种如权利要求1至8任一项所述的隔热型水基涂料的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
稀释，所述水基涂料中加水稀释，得到稀释液；所述稀释液的波美度为40～60Be；
施涂，将所述稀释液施涂至铸型表面形成涂层；
干燥，所述涂层干燥。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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